Synthesis of nano-CaCO_3 composite particles and their application

Nano-calcium carbonate composite particles were synthesized by the soapless emulsion polymerization technique of dou-ble monomers. The composite particles formation mechanism was investigated. The effects of composite particles on the mechanical properties of nano-CaCO3-ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) composite material were studied. It was validated that the composite particles are made up of the nano-calcium carbonate cores and the shells of alternating copolymers of butyl acrylate (BA) and styrene (St). The shells are chemically grafted and physically wrapped on the surface of nano-calcium carbonate particles.When the composite particles were filled in ABS matrix, the CaCO3 particles are homogeneously dispersed in the composite material as nanoscales. The impact strength of the composite material is obviously enhanced after idling appropriate amounts of composite particles. It can be concluded that the soapless emulsion polymerization of double monomers is an effective method for nano-CaCO3 surface treatment.     

PMMA/SiO_2复合颗粒制备与表征

乳液聚合是对纳米颗粒改性的常用方法,但聚合效果不好且对改善纳米颗粒的分散作用不大。本实验引入硅烷自组装单分子层,采用无皂微乳液聚合法制备PMMA/SiO2复合颗粒。EDS、FTIR、TEM、LSS分析表明,纳米SiO2通过硅烷功能化,可以更有效地与MMA发生化学键合。复合颗粒在水中分散效果明显改善,不规则形状纳米SiO2通过组装而接近球形结构。复合颗粒具有很好的有机相容性和分散稳定性。     

PMMA／SiO2复合颗粒制备与表征

乳液聚合是对纳米颗粒改性的常用方法。但聚合效果不好且对改善纳米颗粒的分散作用不大。本实验引入硅烷自组装单分子层，采用无皂微乳液聚合法制备PMMA／SiO2复合颗粒。EDS、FTIR、TEM、LSS分析表明．纳米SiO2通过硅烷功能化，可以更有效地与MMA发生化学键合。复合颗粒在水中分散效果明显改善。不规则形状纳米SiO2通过组装而接近球形结构。复合颗粒具有很好的有机相容性和分散稳定性。     

POM/CaCO_3及POM/COPA/CaCO_3纳米复合材料的性能

采用物理共混法制备了聚甲醛/纳米碳酸钙(POM/ CaCO3)及聚甲醛/纳米碳酸钙/共聚酰胺共聚物(POM /CaCO3/COPA)复合体系,并对其进行研究,探讨了CaCO3的用量及COPA的加入对共混体系性能的影响,考察了复合材料的热性能,并用扫描电镜观察了复合材料的形貌.结果表明,当nano-CaCO3质量分数为2%时,POM/nano-CaCO3体系的缺口冲击强度出现最大值,比纯POM提高了约50%;同时,nano-CaCO3的加入还在不同程度上提高了POM的热稳定性.COPA的加入没有起到预期的效果,反而使体系的力学性能下降.     

无机/有机掺杂CdTe/PMMA的合成

采用乳液聚合的方法合成了CdTe/SiO_2/PMMA复合粒子.为了改善微乳体系中CdTe量子点与MMA的相容性,发生聚合物反应前在水/油微乳液体系中采用TEOS的水解合成了二氧化硅修饰的CdTe/SiO_2纳米粒子.扫描电镜显示CdTe/SiO_2/PMMA复合粒子的直径比CdTe/SiO_2纳米粒子的直径略大,为1μm左右.并采用扫描电镜(SEM)、傅氏转换红外线光谱分析仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)和荧光光谱仪对产物进行了表征.结果表明CdTe表面的SiO_2粒子在复合材料中起着物理交联点和化学交联点作用,所合成材料不易产生相分离现象.     

The structure and properties of Fe3O4／P （NaUA-St-BA）magnetic composite nano particles

Fe3O4/P (NaUA-St-BA) core-shell composite micro spheres were in situ prepared by soapless polymerization of styrene and butyl acrylate, with Fe3O4 magnetic colloidal particles coated with NaUA. The results of IR and XRD analysis demonstrated that the desired polymer chains have been covalently bonded to the surface of Fe3O4 nano particles. The morphology analysis by TEM confirmed that the composite particles have the core-shell structure and a relatively uniform diameter of about 100nm. The magnetic properties of the obtained composite latex particles were measured by VSM and found that they exhibited super paramagnetic properties.Finally, the prepared magnetic composite particles latex is stable for several months.     

Synthesis of Composite Nanoparticles Bearing Epoxy Functional Groups：Encapsulation of Silica by Emulsion Polymerization of GMA

Poly （ glycidyl methacrylate ） / silica （PGMA/silica） composite nanoparticles , containing epoxy functional groups on the surface, were synthesized via emulsion polymerization. With batch process, high yield and binding efficiency （ both around 90% ） were achieved. The amount of crosslinked GMA was approximately 8wt%- 14wt% to the polymerized monomer. It was found that both the encapsulating ratio and the number of the original silica beads per composite particles altered with the amount of silica added. The obtained particles, with their average particle size of about 60- 70 nm, had a spherical shape and a clear core- shell structure.     

Z-CoS2-MoS2/rGO的合成及电化学储锂性能

为了研发比容量高和循环性能稳定的电化学储锂电极材料,用二甲基咪唑钴(ZIF-67)作为Co源前驱体,通过一步水热法制备Z-CoS₂-MoS₂/rGO(还原氧化石墨烯)复合材料,研究微观结构和电化学储锂性能. 结果表明,与采用CoCl₂作为钴源制得的CoS₂-MoS₂/rGO相比,Z-CoS₂-MoS₂/rGO复合材料中CoS₂粒子有着更加细小和较均匀的粒径,很好地分散在MoS₂和rGO表面,形成了相应的异质结构. 作为电化学储锂电极材料,Z-CoS₂-MoS₂/rGO的可逆比容量可以达到1 092 mA·h/g,经900次循环后在500 mA/g电流密度下保持了941 mA·h/g的储锂可逆比容量,显示了稳定的充放电循环性能. Z-CoS₂-MoS₂/rGO优异的电化学储锂性能主要归因于该双金属硫化物复合材料具有较多的电化学储锂电极反应电对以及复合材料中CoS₂纳米颗粒、MoS₂纳米片和rGO之间均匀的复合及所形成的异质结构.     

TiO_2/PBA/PMMA核壳粒子的制备与表征

纳米粒子是热力学不稳定体系,容易发生颗粒团聚。为了更好地改善纳米粒子的分散性,本文报道利用乳液聚合的方法制备以表面处理过的纳米二氧化钛为核丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为壳的TiO2/PBA/PMMA复合粒子。分析二氧化钛、乳化剂、引发剂、反应温度和超声震荡时间等因素对聚合反应单体转化率的影响,并表征核壳复合粒子。结果表明,利用乳液聚合方法制备的二氧化钛粒子为核壳结构,平均粒径为251 nm,其粒径分布较未改性纳米TiO2明显变窄,改善了纳米粒子的分散性。     

TiO2／PBA／PMMA核壳粒子的制备与表征

纳米粒子是热力学不稳定体系，容易发生颗粒团聚。为了更好地改善纳米粒子的分散性,本文报道利用乳液聚合的方法制备以表面处理过的纳米二氧化钛为核丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为壳的TiO2／PBA／PMMA复合粒子。分析二氧化钛、乳化剂、引发剂、反应温度和超声震荡时间等因素对聚合反应单体转化率的影响，并表征核壳复合粒子。结果表明，利用乳液聚合方法制备的二氧化钛粒子为核壳结构。平均粒径为251nm。其粒径分布较未改性纳米TiO2明显变窄,改善了纳米粒子的分散性。     

空心玻璃微珠/纳米TiO2复合材料的制备与表征

为了获得催化活性高、抗磨耗性能强的光催化复合材料,研究通过冷-碱腐蚀处理手段和高温黏附技术,制备空心玻璃微珠-纳米TiO₂光催复合材料. 利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和UV-Vis等设备,对样品进行表征. 以汽车尾气为降解对象,采用搓揉试验机和自制的环境测试系统,分别测试复合材料的抗磨耗性能与光催化效能. 结果表明,纳米TiO₂能够较好地附着到空心玻璃微珠表面,空心玻璃微珠-纳米TiO₂光催化复合材料相对于纯纳米TiO₂具有更强的透光能力和光催化降解能力. 该复合材料对汽车尾气中的一氧化氮和二氧化氮均有显著的降解效果,氮氧化物的净化效果高于一氧化碳和二氧化硫,具有较好的抗磨耗能力.     

影响纳米碳酸钙性能的制备方法研究进展

碳酸钙作为一种工业上来源众多、用途广泛的无机材料,其纳米级的尺寸更扩展了它的应用潜力.综述了不同制备工艺对碳酸钙形貌、尺寸造成的影响,以及晶型控制剂在制备特殊形貌碳酸钙时的作用.单一的添加剂较难得到均匀、特定形貌的产品,探究复合添加剂的使用具有广阔的发展前景.在碳酸钙制备方法的基础上,阐述了表面改性方法和原理,同时对表...     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

为改进四氧化三铁（Fe₃O₄）复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe₃O₄,再以氧化石墨烯（GO）及表面油酸修饰的Fe₃O₄作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁（rGO/Fe₃O₄）复合水凝胶,最后冻干得到rGO /Fe₃O₄复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能进行研究。结果表明,rGO /Fe₃O₄复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子相比,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g^-1,而且rGO /Fe₃O₄复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。     

油酸包覆纳米片状Al(OH)3/Mg(OH)2复合阻燃剂的制备

通过化学复合法制备出了油酸包覆纳米片状形貌Al(OH)₃/Mg(OH)₂复合阻燃剂.SEM结果表明,通过改变铝镁摩尔比可制备出不同形貌的片状复合阻燃剂.X射线衍射(XRD)结果表明,复合阻燃剂以Al(OH)₃为基体,表面成功包覆Mg(OH) ₂.红外光谱(IR)结果表明,油酸以羧酸盐形式成功包覆在复合阻燃剂的表面.X射线能谱(EDS)和热重分析(TG)结果表明,油酸均匀包覆,同时Al(OH)₃和Mg(OH)₂按接近反应原料的配比很好地进行复合;热重分析(TG)和差热分析(DTA)表明,复合阻燃剂相对于Al(OH)₃、Mg(OH)₂、Al(OH)₃和Mg(OH)₂机械混合样,阻燃性能有显著提高.     

聚苯胺插层三氧化钼复合光催化剂的制备及性能

以苯胺柱撑的三氧化钼有机-无机杂化体为反应前躯体,在空气气氛下于120 ℃进行氧化聚合,制备了一种聚苯胺插层MoO₃ 复合材料。以罗丹明B(RhB)为目标降解物,以MoO₃ 复合材料为光催化剂,考察了其催化性能,并研究了光照时间、催化剂质量浓度和pH 与光催化降解效率的关系。结果表明,在pH 为1~4、催化剂的质量浓度为0.30~0.40g/L、光照时间2.0h的条件下,MoO₃/PANI复合材料对罗丹明B具有良好的光降解效果,降解率最高可达98.00%。     

室温交联丙烯酸酯核壳乳胶的合成及成膜性能

以丙烯酸为功能性单体,采用种子聚合合成了乳胶料表层富集羧基的室温交联核壳复合乳液。着重研究了软硬单体配比、丙烯酸不同的加料方式、壳层乳化剂以及交联剂醋酸锌的用量对乳液性能的影响,并取得了丙烯酸加入方式影响核壳乳胶粒表层羧基分布及碱增稠的规律以及生产这类室温交联核壳乳液的优化工艺条件。     

MoS2/硼掺杂石墨烯的电化学析氢和储锂性能

为了研发高效低成本的析氢反应(HER)电催化剂和高性能的电化学储锂电极材料,通过一步水热法制备MoS₂/硼掺杂石墨烯（MoS₂/BG）复合材料. 结果表明,少堆积MoS₂纳米片均匀地分散在硼掺杂石墨烯上,并具有较多的无序结构和扩大的层间距. 作为析氢反应电催化剂,MoS₂/BG复合材料表现出较高的电催化活性和较低的Tafel斜率（46.3 mV/dec）;作为电化学储锂电极材料,MoS₂/BG复合材料表现出优异的电化学储锂性能,可逆比容量为1 205 mA·h/g,并具有稳定的循环性能和显著增强的高倍率特性. MoS₂/BG复合材料电化学性能优异是由于硼掺杂改变石墨烯的电子性质和表面特性,以及无序结构较多的弱堆积MoS₂层均匀地分散在硼掺杂石墨烯表面,增加电催化析氢反应的活性位点和电化学储锂能力,降低电极反应的电子转移阻抗,增强电极反应的动力学性能.     

HYBRID AND CHARACTERISTIC OF POLYANILINE- BARIUM TITANATE NANOCOMPOSITE PARTICLES

Polyaniline-barium titanate (PAn-Ba-TiO_3) ultrafine composite particles were prepared by the oxidative polymerization of aniline with H_2O_2 while barium titanate nanoparticles were synthesized with a sol-gel method. The infrared spectrogram shows that the polymerization of PAn in the hybrid process of PAn-BaTiO_3 is similar with the polymeric process of pure aniline, and there is interaction of PAn and BaTiO_3 in the PAn-Ba-TiO_3. SEM and TEM results show that the average diameter of the composite particles is 1.50/~m and the diameters of BaTiO_3 nanoparticles are 5—15 nm in the composite particle. The electrical conductivity of the ultrafine composite particles is transformable from 10~0 to 10~(11)S/cm by equilibrium doping or dedoping method using various concentration of HCl or NaOH solutions.     

原位纳米SiO2改性阳离子水性聚氨酯乳液的合成及其性能研究

采用聚丙二醇、1,4-丁二醇、阳离子扩链剂N-甲基二乙醇胺等原料,合成聚氨酯预聚物,在预聚物中加入正硅酸乙酯,通过正硅酸乙酯水解将SiO₂粒子引入,合成不同含量（正硅酸乙酯与预聚物质量比）的5种自乳化阳离子水性聚氨酯乳液。通过对乳液官能团结构进行表征、乳液粒径尺寸分析、耐热稳定性能分析。在红外表征中Si-O键的出现,可以表明乳液中成功引入SiO₂粒子。通过粒径分析仪和热重分析仪可以得出结论：随着SiO₂含量的增加,粒径反而减小,耐热性能却有所提高,表面张力也存在增大的趋势。原位合成聚氨酯乳液具有分散性好、储存稳定、热稳定性高等优点。     

TiO2同质体材料的拓扑转变合成及其性能的研究

采用H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄·nH₂O（HTO）为前驱体原料,通过水浴浸渍的方式在HTO的表面负载纳米级氧化钛颗粒（ST01）,采用焙烧的方法拓扑合成TiO₂同质结构复合材料。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等测试手段,详细研究了焙烧温度对TiO₂相变过程的影响。结果表明,HTO随着温度的升高逐渐由单斜结构的TiO₂（B）转变成锐钛矿结构,再转变至金红石结构,且形成多种不同结构、组成的TiO₂同质复合体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行降解实验,600 ℃时样品的光催化活性明显高于其他样品,主要是由于此时样品的电子与空穴分离效率较高,说明同质复合体TiO₂结构和组成影响了其光催化活性。此外,染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验表明,600 ℃时样品的光电性能较高,其原因是二维片状形貌有助于光生载流子的快速迁移。